Különleges kamera tárta fel a hélium-3 univerzumot

2022 / 05 / 29 / Felkai Ádám
Különleges kamera tárta fel a hélium-3 univerzumot
A hélium-3 a Földön az egyik legritkább anyag, de hihetetlenül értékes lehet az energiatermelés szempontjából is. Egy speciális kamera most feltárhatja a titkait.

A hélium alapesetben két protont, két neutront és az atommag körül keringő két elektront tartalmaz – a hélium-3 izotóp esetén viszont az egyik neutron hiányzik. Ebből a hármas számú izotópból meglehetősen kevés akad a Földön – mint a Puli Space írja – bolygónkon minden 730 ezer hélium-4-re jut egyetlen hármas izotóp. A hélium-3 azonban nem csak ritka, de például az energiatermelés szempontjából is rendkívül értékes anyag – a Napban például a hidrogénfúzió utolsó lépésében két hélium-3 atom egyesül két proton távozásával hélium-4-gyé, amely radioaktív végtermék nélküli energiatermelést jelent. Erre jelenleg egyébként a kísérleti fúziós reaktorok sem képesek. A Napból viszont ez a hélium-3 ritkán jut el a Földre, és ezért is ennyire ritka ez az anyag a bolygón. A Puli Space 2014-es cikke szerint az USA akkoriban összesen 29 kg hélium-3-mal rendelkezett, ami jellemzően a nukleáris fegyverek melléktermékeként keletkezett.

A hélium-3 azonban nem csak a fentiek miatt érdekes. A kutatók egy része ezt az anyagot úgy írja le, hogy a "csepp, amelyben benne foglaltatik az univerzum". A hélium-3 egyik tulajdonsága emellett, hogy megfelelően lehűtve szuperfolyékony folyadékká alakul, ami a nagyon nagy hővezetésű és súrlódásmentes folyadékállapotra, vagyis a zéró viszkozitású állapotra utal. Nem véletlen tehát, hogy épp ez az anyag került a kutatás homlokterébe. A hélium-3 birodalomba most pedig példátlan bepillantást nyerhetünk, mivel a Lancaster Egyetem fizikusaiból álló csapat kifejlesztett egy kamerarendszert, amellyel megörökíthető a hélium-3 minta árnyéka.

A kutatók eddig is képesek voltak megfigyelni ezt az anyagot különféle módokon: egyrészt érzékelhetővé tették a hélium-3 minta nagyon gyenge mágneses mezőjét, másrészt speciális mikrofonokkal hallhatóvá tették a minta bizonyos karakterisztikáit. Most viszont képesek voltak a mintát a szó nagyjából klasszikus értelmében képi formában megjeleníteni egy speciális kamerarendszerrel.

A kamerarendszer három fő alkotóelemből állt: a rendszer első része egy zárt doboz volt, amely a kvázi részecskék forrásaként szolgált – ebben volt egy olyan eszköz, amely a Cooper-párokat kvázi részecskékre bontotta, amelyek egy apró lyukon keresztül jutottak ki a dobozból. A hőmérséklet-különbségek miatt a kvázi részecskék a dobozból egyenesen a rendszer második részébe repültek. Ez a második rész egy rezgő huzalhurokból állt, amely hélium-3 örvényeket hozott létre a forrás környékén; míg a „kamera” harmadik része kvarc hangvillákból állt.

A kép létrehozásához kvázi részecskéket lőttek a forrásból az örvényekbe: azok a kvázi részecskék, amelyek az örvényhez elég közel kerültek, visszaverődtek a forrás irányába. Azok a kvázi részecskék viszont, amelyek nem kerültek elég közel az örvényhez, eljutottak a kamerához, és a végeredmény így a szóban forgó örvény egyfajta árnyéka lett.

(Kép: PXhere/Robert Couse-Baker)


Ismerd meg a ROADSTER magazint!
AUTÓK - DESIGN - GASZTRO - KULT - UTAZÁS - TECH // Ha szereted a minőséget az életed minden területén, páratlan élmény lesz!
Ezek is érdekelhetnek
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!
Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.



This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.